Как проверить датчик наддува турбины?

Технология турбонаддува доказала свою эффективность на ДВС различных типов. Турбина, используя кинетическую энергию выхлопных газов, способна существенно увеличить мощность двигателя при более экономном расходе горючего. Казалось бы, при выпуске современных силовых установок достаточно оснащать их такими устройствами, и вопрос кардинального улучшения эксплуатационных характеристик автомобиля будет полностью решен. Но, к сожалению, не все так однозначно.

О повышении мощности

Идея использования выхлопных газов для повышения мощности двигателя появилась далеко не вчера. Однако сама технология наддува при производстве ДВС в промышленных масштабах стала реализовываться относительно недавно. При этом следует отметить, что «голая» турбина, без соответствующей системы управления, представляет собой достаточно проблемное устройство, работа которого не только не улучшит параметры мотора, но также может привести и к серьезной неисправности.

Система управления отслеживает рабочее состояние турбокомпрессора и изменяет его параметры в нужную сторону. Обязательным элементом такой системы являются специальные датчики, способные точно определить величину давления газообразной среды внутри турбины и включить механизмы регулировки. Для горячей части предназначены актуаторы – специальные вакуумные регуляторы, сбрасывающие избыток выхлопных газов через обходной клапан при высоких оборотах двигателя. Неисправности датчика турбины этого типа могут привести к чрезмерному раскручиванию крыльчаток горячей и холодной части, в результате чего создается повышенное давление в системе. Это в свою очередь приводит к перенасыщению топливной смеси воздухом, что отрицательно отражается на работе двигателя.

Чтобы этого не происходило, турбины также оснащаются датчиками наддува, контролирующими плотность воздушного потока и определяющими его расход. В бензиновых силовых установках таких датчиков может быть различное количество: от одного до трех. Датчик, расположенный во впускном коллекторе может одновременно работать как расходомера воздуха, который отслеживает объем воздуха подаваемого в топливную смесь, а может использоваться совместно с расходомером воздуха. Независимо от места расположения датчики этого типа имеют одинаковую конструкцию. В дизельных двигателях, агрегатированных с турбокомпрессорами, используют один датчик давления воздуха, расположенный между турбиной и впускным коллектором. Чтобы знать, как проверить датчик управления турбиной, необходимо знать особенности его конструкции и место установки.

Датчик давления наддува турбины

В настоящее время на турбинах ДВС устанавливают датчики наддува двух типов:
• микромеханический;
• толстопленочный.

Принцип работы микромеханического устройства основан на преобразовании механической деформации мембраны в электрический сигнал. Такое устройство состоит из кремниевого чипа и чувствительной диафрагмы, на которой установлены 4 тензорезистора. С одной стороны диафрагмы расположена вакуумная камера, с другой – на ее стенку воздействует воздушный поток, под действием которого диафрагма прогибается. В результате ее механического растяжения тензорезисторы изменяют свое сопротивление, влияя при этом на величину выходного напряжения электрической схемы моста Уитсона, которое усиливается кремниевым чипом и направляется затем в блок управления. По величине напряжения определяется уровень давления воздуха. Помимо указанного датчика давления, в корпусе такого устройства может быть установлен датчик температуры воздуха. Микромеханическая технология считается наиболее точной.

Толстопленочный или толстостенный датчик представляет собой корпус, вместо одной стенки у которого установлена мембрана. Внутри корпуса вакуум. При воздействии на датчик газообразной среды, обладающей определенным давлением, происходит деформация мембраны. По степени такой деформации и определяют величину давления. В случае неисправности, перед тем, как проверить датчик турбины, следует точно знать, устройство какого типа установлено в автомобиле.

Датчик турбины: неисправности

Вопрос по поводу проверки возникает, когда двигатель начинает заметно терять мощность. Причиной этого явления может быть подача обедненной топливной смеси. Вышедший из строя датчик не реагирует на повышение давления воздушного потока при повышенных оборотах мотора, что приводит к чрезмерному насыщению воздухом горючего. Но не только неисправный датчик, может вызвать перебои в работе ДВС. Потеря мощности может быть связана с загрязнением воздушного фильтра, засорением магистрали отвода воздуха, сильным загрязнением крыльчатки с изменяющейся геометрией.

Правильный способ

Чтобы выбрать правильный способ устранения неисправности, необходимо точно установить ее причину. Для этого потребуется произвести полную диагностику турбоустановки в условиях специализированного сервиса. Самостоятельно решить проблему, как проверить датчик наддува турбины дизеля, поможет использование специального инструмента – вакуумного пистолета, оснащенного манометром, с помощью которого производят снятие контрольных замеров. Если процесс такой проверки кажется слишком сложным, то лучше обратиться к услугам профессионалов.

Датчик наддува турбокомпрессора, также известный как MAP-сенсор (Manifold Absolute Pressure — датчик абсолютного давления во впускном коллекторе), предназначен для измерения давления воздуха, создаваемого турбокомпрессором в системе впуска двигателя.

Зачем нужен датчик наддува?

1. Контроль давления наддува. Датчик наддува позволяет системе управления двигателем (ECU) отслеживать реальное давление воздуха, создаваемое турбиной. Это важно для предотвращения избыточного наддува, который может повредить двигатель.
2. Оптимизация топливно-воздушной смеси. Информация от датчика используется для расчета количества топлива, которое нужно подать в цилиндры, чтобы достичь оптимального соотношения топливо/воздух. Это обеспечивает стабильное сгорание и предотвращает детонацию.
3. Обеспечение безопасности двигателя. Если датчик фиксирует давление, превышающее допустимые параметры, система управления может уменьшить производительность турбины, изменить состав смеси или даже ограничить мощность двигателя.
4. Эффективность и экономия топлива. Точные данные о давлении позволяют системе управления двигателем корректировать подачу топлива, что улучшает экономичность и снижает выбросы.

Как работает датчик наддува?

1. Принцип действия. Датчик наддува фиксирует давление воздуха во впускном коллекторе. В турбированных двигателях давление в этом месте может быть выше атмосферного из-за работы компрессора. Пьезоэлектрические или мембранные сенсоры внутри датчика деформируются под воздействием давления. Эта деформация преобразуется в электрический сигнал, пропорциональный величине давления.
2. Связь с блоком управления двигателем (ECU). Датчик передает данные о давлении воздуха в электронный блок управления двигателем. ECU анализирует эту информацию вместе с другими параметрами (температура воздуха, обороты двигателя, положение дроссельной заслонки) и корректирует работу двигателя.
3. Коррекция работы турбины. Если давление наддува слишком высокое, ECU может уменьшить подачу топлива, скорректировать угол опережения зажигания или изменить положение актуатора турбокомпрессора, чтобы снизить производительность турбины.

Где расположен датчик наддува?

Датчик обычно устанавливается:

• На впускном коллекторе, где он измеряет давление воздуха непосредственно перед подачей в цилиндры.
• Иногда — на трубопроводе между интеркулером и дроссельной заслонкой.